CN1680203A - 用于连续制造校准圆形或异形玻璃管的方法和装置 - Google Patents

用于连续制造校准圆形或异形玻璃管的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连续制造具有预定内型面的校准圆形或异形玻璃管的方法和装置。在该方法中，熔融玻璃(6)从熔融物供应装置(12)的出口开口(12)流出并在成形主体(3)上牵拉，以便形成中空牵拉泡体(50)。按照本发明牵拉泡体(5)在定位在成形主体(3)下游的型面形成主体(4)上牵拉，使得牵拉泡体(50)的内周表面变形，同时邻靠型面形成主体(4)的外表面，以便形成预定内型面。按照本发明，成形主体(3)和型面形成主体(4)可以变化以便改变玻璃管的壁厚。

Description

用于连续制造校准圆形或异形玻璃管的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于连续制造校准圆形或异形玻璃管的方法和装置，特别是具有预定内型面和/或外预定外型面的校准圆形或异形玻璃管。
背景技术
管具有长度高达几米的所述类型的玻璃用来作为制造大范围玻璃器皿的原材料，例如制造瓶子、容器、用于发光体的管状封壳以及在照明工业中制造发光体管。一方面，需要的是这些玻璃管应该尽可能廉价地制造。另一方面，在许多应用中，例如在照明工业中，需要玻璃管具有例如由各自应用中的技术校准预先确定的准确成形内型面。
在玻璃管的制造中，基本区别在于不连续和连续制造方法。由于大多数情况中基本不同的过程参数，适用于不连续制造方法的原理不能或至少不能方便地转换到连续制造方法中，对于本领域普通技术人员来说使得它们不能用作改进连续制造方法的有利因素。
DE497649披露一种使用所谓Danner方法牵拉具有圆形或非圆形内型面的玻璃管的方法和装置。在此方法中，液态玻璃从外部引导到倾斜、转动的管状主体上并在其下端牵拉成管子。在此方法中，牵拉玻璃管的内型面通过其下端的管状主体的外型面限定。为了制造具有非圆形内型面的玻璃管，管状主体的下端还可具有不同于圆形的外轮廓。因此制成的玻璃管的内型面具有相当大的误差。具有非圆形型面的玻璃管的边缘半径也相对大。因此，此方法经常不能满足校准圆形或异形玻璃管的精度和误差的需要。
US2009793披露一种用于连续制造具有圆形内型面的玻璃管的所谓Vello方法。大致锥形主体布置在熔融物通道的出口开口下面，该通道用作熔融玻璃的容器，并与熔融物通道的出口件同心。流出的熔融玻璃通过牵拉装置牵拉通过成形构件和出口构件之间的环形间隙，从而形成具有通过成形主体的外轮廓大致预先确定的圆形内型面的玻璃管。成形构件下游始终可以变形，管状玻璃主体通过牵拉装置进一步拉伸，直到最终冷却到软化点以下。玻璃管的内直径和壁厚通过成形构件和熔融物通道的出口构件之间的环形间隙的尺寸、流出的熔融玻璃的温度、出口开口下游温度关系以及牵拉装置的拉伸力或牵拉速度来确定。相对困难的是找到适当的参数范围以便制造具有不同型面的玻璃管，并且需要大量经验，这至少使得自动实现该方法的成本很高。重新装备熔炉以便制造具有不同型面的玻璃管的成本相对较高。尽管如此，通过Vello方法制造的玻璃管误差越来越不适用于本应用。
DE-OS2217725披露一种连续制造玻璃管的方法。具有确定玻璃管内型面的芯体的成形装置在出口开口区域内定位在连续加料熔炉的下端。还可通过更换芯体来制造具有非圆形内型面的异形玻璃管。在芯体更换之前需要重新装备的熔炉首先必须完全是空的。这样成本相当高。使用这种方法可以实现的误差经常不能满足当前需要。由于需要非常高的温度来融化石英玻璃，DE-OS2217725披露的过程参数和基本原理显著地不同于本发明寻求的过程参数和基本原理。DE-OS2217725披露的原理不能转换成此申请的主题。
DD254380A1披露一种连续内部制造校准玻璃管的方法和装置。熔融玻璃抵抗重力从牵拉盘牵拉出来。在这种情况下，形成牵拉泡体，该泡体以连续减小的方式在垂直伸出的牵拉芯轴牵拉出来。牵拉芯轴用作成形主体以便限定将要制造的玻璃管的内型面。通过喷嘴系统牵拉而形成始终可变形的管状主体，在喷嘴系统中在牵拉芯轴上滑动的玻璃管通过施加负压来校准。该过程通过将预热空气吹到在牵拉芯轴上滑动的玻璃管外侧上来保证。为了制造具有恒定壁厚的玻璃管，牵拉泡体和牵拉芯轴必须同时转动，这造成成本提高。另外，控制装置的参数使得始终可变形玻璃管可通过喷嘴系统适当变形的成本也相对高。预先冷却器、随后冷却器以及加热装置需要用于此目的。该装置只适用于制造校准的圆形玻璃管，并且其它内或外直径之间转换的成本相对高。
SU715511及其WPI-Abstract披露一种制造校准石英玻璃管的方法和装置。熔融玻璃通过夹紧装置经由成形主体牵拉。在成形主体的底部并在牵拉方向的下游布置多个杆。熔融玻璃通过这些杆牵拉，由此限定玻璃管的内型面。因此，可以制造具有矩形截面的玻璃管。
但是杆刚性连接到成形主体上。特别是，到达成形主体的距离不能变化。因此，该方法只适用于范围相对窄的工作温度和牵拉速度。
SU837943及其WPI-Abstract披露另一种制造校准石英玻璃管的方法和装置，其中熔融玻璃经由布置在成形主体下游的纵向型面形成主体牵拉。辊子将玻璃管压靠型面形成主体。但是，型面成形相对于成形主体的位置不能变化。因此该牵拉方法的参数不能充分变化。玻璃管只通过相对布置的两个辊子强行形成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续制造校准玻璃管的方法和装置，由此可以准确、低成本和灵活地制造具有预定内型面的玻璃管。这些以及其它目的按照本发明通过权利要求1的方法以及权利要求12的装置得到解决。另外，有利的实施例是相关从属权利要求的主题。
按照本发明，提供一种连续制造具有预定内型面的校准圆形或异形玻璃管的方法，在该方法中熔融玻璃从熔融物供应装置的出口开口流出以便连续或准连续地供应适当条件的熔融玻璃，并在成形主体上牵拉以便形成中空牵拉泡体或牵拉圆葱形体，泡体在定位在成形主体下游的型面形成主体上牵拉，成形主体最好与型面形成主体同心或对准，使得牵拉泡体的内周表面变形，同时邻靠型面形成主体的外表面，以便形成预定内型面。以此方式，玻璃管的内型面通过型面形成主体来预先确定。
按照本发明，因此设置具有与成形主体中心大致对准的中心的分开型面形成主体(即通过在三维空间内的闭合表面限定以便形成玻璃管型面的主体)，使得在不同区域内进行中空、始终可变形牵拉泡体的成形以及形成校准圆形或异形玻璃管的其它成形。因此，该牵拉方法的参数可以更加可变和受控的方式预先确定。但是同时，本发明的型面形成主体可通过另一适当的型面形成主体来更换，使得将要制造的玻璃管的内型面方便地变化。本发明的牵拉装置因此适用于制造多种不同的校准圆形或异形玻璃管，这使得该牵拉方法或牵拉装置成本低并更加灵活。
成形主体和定位在下游的型面形成主体最好具有相同类型的外型面，例如圆形、椭圆形、三角形、方形或类似形状。定位在下游的型面形成主体的最大外部尺寸最好小于布置在上游的成形主体的最大外部尺寸。因此，形成在成形主体处的牵拉泡体可变得收缩，使得牵拉泡体的内周表面以大致切向方式接触定位在下游的型面形成主体的外表面，以便进一步变形，从而形成预定内型面。
按照另一实施例，成形主体和定位在下游的型面形成主体还具有不同类型的外型面，例如成形主体具有圆形的外型面，而型面形成主体可具有三角形的型面。
在邻靠外表面时，牵拉泡体的内周表面不达到型面形成主体的上边缘，不阻碍牵拉泡体。在邻靠其外表面时，牵拉泡体的内周表面最好只达到型面形成主体的下局部部分。
牵拉泡体的内型面的另外成形只出现在定位其后的型面形成主体的下局部部分处，而不是在其整个长度上。下局部部分的长度选择成使得玻璃管的预定内型面充分稳定地形成，并且在离开型面形成主体之后玻璃管的壁充分固化或稳定，使得在型面形成主体下游玻璃管不出现显著的变形。在这种情况下，型面形成主体有助于进一步快速冷却玻璃管，按照本发明这代表制造玻璃管器件的另一自由度。特别是，按照本发明用于冷却型面形成主体的高成本冷却装置可以是多余的。
在向下牵拉方法或Vello方法中，按照本发明在重力方向上牵拉离开熔融物供应装置或熔融物通道的出口开口的熔融玻璃，其几何形状的偏差自然是可以允许的。
成形主体和型面形成主体之间的距离可以变化。因此，牵拉泡体可以适当方式拉伸或缩短，按照本发明这对于玻璃管的壁厚具有直接影响，例如，玻璃管壁厚可以通过拉伸玻璃管制成更小，而通过缩短牵拉泡体将玻璃管的壁厚制成更大。特别是，成形主体和型面形成主体之间的距离可以按照本发明变化，使得与各自的过程参数相配合，型面形成主体可总是运动到如下区域内，即牵拉泡体的收缩部分始终能够充分变形，但是型面形成主体下游所形成的校准圆形或异形玻璃管不经受任何变形，或不进行很大的变形，例如拉伸。由于本发明的型面形成主体可以轴向调整，可以按照具有不同壁厚的玻璃管以及按照玻璃管的不同牵拉速度，快速转换本发明的牵拉方法。
型面形成主体轴最好在成形主体轴的纵向孔口内可运动地保持，以便相对于成形主体运动型面形成主体。纵向孔口与型面形成主体的轴配合，使得所述主体在纵向孔口内直线引导，即在运动期间只改变其轴向位置而不改变其径向位置。这确保在型面形成主体的所有位置上成形主体和型面形成主体对准布置，使得牵拉泡体可非常一致地邻靠型面形成主体，并且可以形成均匀的壁厚。特殊安装件或保持装置设置用来在纵向孔口内直线引导型面形成主体的轴。
因此，可以按照本发明制造具有特定均匀壁厚的玻璃管。纵向孔口或设置在型面形成主体的保持装置内的纵向孔口最好进行设计，使得处理空气和/或例如氮或氩的惰性保护气体可输入型面形成主体。惰性气体防止型面形成主体下侧出现氧化物和/或腐蚀，这会造成型面成主体的边缘未受控制地倒圆，因此使得玻璃表面粗糙或出现条带。
通常，将理解到例如在成形主体和型面形成主体之间的距离相对大的情况下，如果玻璃管过度冷却，即冷却到软化点以下的温度，玻璃管可在型面形成主体的区域内通过适当加热装置加热到玻璃软化点以上的温度。
为了按照具有不同内型面的玻璃管简化转换本发明的牵拉装置，成形主体可以轴向可运动地布置在出口开口的区域内以便停止熔融玻璃，使其至少临时不离开出口开口。在此位置上，型面形成主体可以从牵拉装置的下侧接近，并可以例如通过从杆上拆卸型面形成主体同时在杆上固定新的型面形成主体来简单地更换，或者简单地通过将杆和型面形成主体一起更换来实现。
型面形成主体还可倒圆。型面形成主体可以非常紧密的误差例如在机床上制造，并几乎最好是圆形的。使用此类型的型面形成主体，可以连续的方法按照本发明制造准确的玻璃管，其中内直径具有与圆形型面形成主体相同的紧密误差。具有这种紧密误差的玻璃管不能通过没有型面形成主体的现有技术的传统连续牵拉方法制造。按照现有技术使用其中每个玻璃管单独在金属芯轴上收缩的所谓KPG方法(Kuppers精确玻璃管)制造具有这种紧密误差的玻璃管的成本的成本通常非常高，并且不经济。
当本发明的牵拉方法用于公知的向下牵拉方法或Vello方法中时，型面形成主体和成形主体相对于熔融物开口的出口开口可转动地固定保持。当然，本发明的牵拉方法还可用于公知的Danner方法，在这种情况下，型面形成主体布置在缓慢转动的管状主体的下游，来自熔融玻璃供应装置的出口开口的连续带状熔融玻璃形成在管状主体上以便形成可变形的管状主体。在这种情况下，型面形成主体最好和缓慢转动的管状主体一起同步转动。
原理上，按照本发明还可以的是始终柔软的玻璃管在本发明牵拉装置下游水平偏移，并且以公知方式通过牵拉装置水平牵拉以便进一步处理。
本发明的另一方面涉及一种实施所述方法连续制造具有预定内型面的校准圆形或异形玻璃管的装置。
本发明的另一方面涉及一种通过如下的方法制造的校准圆形或异形玻璃管，其中熔融玻璃从熔融物供应装置的出口开口流出以便连续或准连续供应适当条件的熔融玻璃并在成形主体上牵拉，形成中空牵拉泡体，泡体在定位在成形主体下游的型面形成主体上牵拉，成形主体与型面形成主体同心或对准，使得牵拉泡体的内周表面变形，同时邻靠型面形成主体的外表面，以便形成预定内型面。以此方式，玻璃管的内型面通过型面形成主体来预先确定。另外，确定这种玻璃管的参数如同前面结合该方法所述的那样。
本发明的另一方面涉及一种所述类型的玻璃管，其中内直径的最大变动小于玻璃管内直径的大约0.4％，优选是小于玻璃管内直径的大约0.25％，并且更优选的是小于玻璃管内直径的大约0.2％。总的来说，按照本发明内直径的最大变动小于玻璃管内直径的大约0.1％。
本发明的另一方面涉及一种所述类型的玻璃管，其中外直径的最大变动小于玻璃管外直径的大约0.45％，优选是小于玻璃管外直径的大约0.3％，并且更优选的是小于玻璃管外直径的大约0.25％。总的来说，按照本发明外直径的最大变动小于玻璃管外直径的大约0.15％。
本发明的另一方面涉及一种具有矩形截面的校准异形玻璃管，其特征在于拐角半径低至大约0.1mm，其中侧比例(即玻璃管型面的高宽比)是大约1∶1到大约10∶1。
本发明的另一方面涉及一种校准圆形或异形玻璃管，其特征在于内直径的最大波动小于大约0.11mm和/或外尺寸的最大波动小于大约0.45mm，特别是外直径在大约20mm到大约100mm的范围内，优选是在大约40mm到80mm的范围内，优选是大约60mm，并且壁厚在大约1mm到大约3mm的范围内，优选是大约2mm。但是本发明的方法和装置不局限于所述的尺寸，而可以适用于具有较大或较小的外直径的玻璃管以及具有较大或较小壁厚的玻璃管。
附图说明
随后以示例方式并参考附图描述本发明，从中理解其它的特征、优点以及将要解决的问题，附图中：
图1a和1b是表示按照本发明在型面形成主体的两个不同位置上制造校准圆形或异形玻璃管的制造的示意截面图；
图2是从上面看到的沿着本发明第一实施例的型面形成主体的线A-A截取的示意截面图；
图3是从上面看到的沿着本发明第二实施例的型面形成主体的线A-A截取的示意截面图；
图4是从上面看到的沿着本发明第三实施例的型面形成主体的线A-A截取的示意截面图；
图5a和5b分别表示沿着按照本发明制造校准圆形或异形玻璃管的另一装置的线A-A的示意纵向截面和示意截面图；以及
图6是本发明实施例的玻璃管的最小和最大外直径的测量值的图表。
在所有附图中相同的参考标号表示相同或大致相同的元件或成组元件。
参考标号列表
牵拉装置1、熔融物供应装置/熔融物通道2、成形主体/牵拉针3、型面形成主体4、异形或校准玻璃管5、熔融玻璃6、流出的熔融玻璃7、玻璃覆层8、保持支承件/安装件15、底部20、侧壁21、上盖22、开口23、出口环24、加热装置25、隔热件26、成形主体轴30、内孔口31、型面形成主体轴/杆32、处理空气和/或惰性保护气体入口33、固定开口40、处理空气和/或惰性保护气体通道41、牵拉泡体50、拉伸力F以及型面形成主体4的纵向调整Z。
具体实施方式
图1a是按照本发明制造校准圆形或异形玻璃管的装置在型面形成主体几乎邻靠成形主体的位置上的截面图。图1b表示图1的装置在型面形成主体离开成形主体一定距离的位置上。
按照图1a，总体标号为1的牵拉装置包括用作熔融物供应装置的熔融物通道2，通道由底部20、侧壁21和上盖22形成以便在其中供应熔融玻璃6。熔融物通道2通过未示出的熔炉连续或准连续供应，并将适当条件的熔融玻璃供应到出口开口12。在熔融物通道2的下端，通过出口环24限定用于熔融玻璃6的出口开口12。按照图1a，出口环24径向向内缩小，使得出口环24的内轮廓通过边缘限定。出口环24可具有圆形型面或者具有非圆形截面，例如矩形或椭圆形型面。
按照图1a，锥形成形主体3布置在熔融物通道2的出口开口12的下游，它固定在大致管状成形主体轴30的下端上或与其形成整体。如双箭头Z所示，成形主体轴30可垂直上下运动以便闭合出口环24的出口开口12或至少使得成形主体3和出口环24之间的环形间隙变窄到没有熔融物6从熔融物通道12流出的程度。成形主体3在轴30上的调整还用来调整出口环24和成形主体3之间的环形间隙，使得牵拉玻璃管所需的定量玻璃从中通过。轴30还可在水平(xy)方向上调整，并可以在出口环24内对中，使得玻璃管获得均匀的壁厚。
按照图1a，成形主体轴30的上端伸出超过上盖22，使得调整装置(未示出)可以和成形主体轴30的上端或杆32协作以便适当调整成形主体3的高度位置。
按照图1a，同心型面形成主体4在重力方向以及玻璃管5牵拉方向上设置在下游，所述型面形成主体4可更换地固定在型面形成主体轴或杆32的下端上。型面形成主体4布置成使其在图1a中邻靠成形主体3的下端，并在图1b中布置在离开成形主体3的下端一定距离上。
按照图1a，轴向内孔口31设置在成形主体轴30内，该孔口接收型面形成主体轴(此后称为杆)32。内孔口32与成形主体3以及型面形成主体4同心延伸。内孔口31构造成使得杆32在内孔口31内直线引导，并至少部分周向邻靠在内孔口31的内周表面上，使得在型面形成主体4的每个高度位置上，成形主体3和型面形成主体4相互对准布置，即型面形成主体4在改变其高度位置时只可轴向调整，而不能径向调整。
型面形成主体4的高度位置可通过操作者在内孔口31内轴向运动杆32来手动调整。当然，为此可以在内孔口31或杆32的上端设置机械或电马达致动的调整装置。机械显示元件或刻度(未示出)设置在牵拉装置1的上端上，以便指示成形主体3和型面形成主体4的高度位置。当然，成形主体3和型面形成主体4的各自高度位置还可以通过检测器检测，例如光学、感应或电容扫描装置，以便在显示器上显示。
按照图1a，圆柱形加热装置25和圆柱形隔热件26设置在牵拉装置1的下端上以便至少围绕成形主体3，并最好围绕成形主体3和至少型面形成主体4的上端，以便预先确定熔融物通道2的出口开口下游的限定温度状态。当然，为此加热装置25可在纵向上包括多个单独可操作加热区域。如果玻璃管在型面形成主体上过度冷却，采用这种加热装置或类似的加热装置，玻璃管可再次加热，例如加热到软化点以上的温度。
图2-4分别以示意侧视图和沿着线A-A的截面图表示本发明型面形成主体的多个实施例。如图2所示，型面形成主体4是实体主体，即由闭合的三维表面限定的构件，其中用于固定在杆32上的固定开口40和用于处理空气和/或惰性气体的多个通道41形成在与固定开口40对称的点上。至少气体通道41在型面形成主体4的整个高度上延伸。如图1所示，处理空气或例如氮或氩的惰性气体可供应到型面形成主体4的下侧以便在型面形成主体4下侧防止不希望的氧化物或腐蚀。成形主体3下游的温度条件还可以通过处理空气或保护气体影响，例如可以实现某种冷却。
按照本发明，型面形成主体4由适当耐热或耐火材料制成，该材料不会在高温下被熔融玻璃湿润。本发明的型面形成主体4最好包括抛光石墨或具有六边形晶体结构的非硅酸盐材料，例如氮化硼。为了防止在玻璃管5的内侧上形成凹槽，型面形成主体4的下边缘可斜切或倒圆。本发明的成形主体3包括耐高温或耐火材料，该材料几乎不或者不与熔融玻璃6反应，例如铂的贵金属、例如铂合金的贵金属合金、或者耐高温钢。如图1所示，成形主体3还可设置在熔融物通道2内部，以便从上面闭合成形主体3和出口环24之间的环形间隙或者调整该间隙。
从图2-4的比较中便于得出，型面形成主体4可具有几乎任何的外型面，因此可以按照本发明制造具有圆形或非圆形内型面的大量不同的玻璃管。按照图2-4，型面形成主体4的外型面不在其纵向改变。但是这不是必须的。相反，型面形成主体4还可以在其纵向上渐缩或扩张。但是，应该注意确保在型面形成主体4的下边缘设置一段恒定的外型面和某一最小长度，这是由于玻璃管的内型面大致通过型面形成主体4的下端的外型面确定。只有具有恒定外型面的型面形成主体4的限定的部分具有足够长度，才可以实现从型面形成主体平行牵拉玻璃管。
在某些情况下，按照本发明最好是出口环24的内轮廓、成形主体3的外轮廓以及型面形成主体4的外型面构造成相互对应。但是，基本上型面形成主体4的外型面还可不同于成形主体3的外轮廓。例如，成形主体3的外轮廓可以是圆形的，而型面形成主体4的外型面是三角形，如图4所示。但是，为了确保玻璃管5均匀的壁厚(图1)，必须注意确保成形主体3和型面形成主体4的同心配置。换言之，按照本发明成形主体3和型面形成主体4的几何中心点在平行于熔融玻璃或玻璃管5的牵拉方向延伸的线上对准，使得在熔融物通道2的出口开口下游实现对称状态。
采用以下方法牵拉校准圆形或异形玻璃管：熔融物供应装置或熔融物通道2供应适当条件的熔融玻璃6。通过改变成形主体3的高度位置，适当预先确定成形主体3和出口环24之间的环形间隙，使得可以牵拉力F实现足够的牵拉速度和足够的玻璃管5壁厚。型面形成主体4布置在离开成形主体3的前端适当距离上，使得从出口开口12流出或牵拉的熔融玻璃7在成形主体3的下游形成中空牵拉泡体50，其内周表面静靠在型面形成主体4的下局部部分上，如图1b所示。在任何情况下牵拉泡体50在型面形成主体4上接触区域51的上端处始终足够柔软并可以变形。
当进一步牵拉玻璃管5时，牵拉泡体50变得收缩，直到最终在型面形成主体4的下端处，牵拉泡体50的内周表面紧靠型面形成主体4的外表面为止。因此形成接触区域51，该区域具有恒定的外型面，最好不在型面形成主体4的整个长度上延伸，而只是在型面形成主体4的下局部部分的某一长度上延伸。玻璃管5的内型面通过牵拉泡体50的内周表面接触型面形成主体4的外表面来限定。进一步牵拉过程中，玻璃管5的外壁可在型面形成主体4的下游略微进一步拉伸，直到玻璃管5的温度降低到软化点以下的温度为止。熔融物通道2的出口开口下游的温度条件可另外通过加热装置25来控制。
为了用具有不同外型面的型面形成主体更换型面形成主体4，首先通过抬高成形主体3并闭合熔融物通道2的出口开口来停止出口环24的玻璃流。型面形成主体4接着从杆32上拆卸，并且新的型面形成主体4固定在杆32上或者将整个杆32和固定其上的型面形成主体4一起更换。熔融物通道2的出口开口12接着通过降低成形主体3再次充分开启。熔融玻璃在预定牵拉速度下经由成形主体3牵拉。型面形成主体4的高度位置接着通过轴向运动杆32来适当改变，直到型面形成主体4的位置、温度和牵拉速度获得适当参数以便制造具有预定内型面的玻璃管5为止。特别是，玻璃管5的壁厚可通过温度、牵拉速度、通过量和成形主体3的位置来影响。
特别是，便于以单独或结合方式变化的以下参数可用来改变玻璃管的性能：熔融物通道2内或其出口开口处的熔融玻璃6的温度；出口开口12的内直径和成形主体3的外直径；成形主体3和出口环24之间的环形间隙；型面形成主体4的外直径和外型面；加热装置25的加热功率；型面形成主体4的长度；成形主体3的下端和型面形成主体4的上端之间的距离以及熔融玻璃的通过量。
按照本发明，调整温度条件使得成形主体3区域内的熔融玻璃的粘度大致在大约2×104到106dPas的范围内，型面形成主体4下端处的熔融玻璃的粘度是大约106dPas，但是在任何情况下低于玻璃的Littleton点(107.6dPas)的粘度。因此该温度首先低于型面形成主体4下游的玻璃软化点。为此可以在型面形成主体4的下游设置冷却装置(未示出)。
如图1b所示，在预定环形间隙情况下玻璃管的壁厚大致通过通过量、温度和牵拉速度来确定。在某些情况下，可以假设在型面形成主体4的下游出现玻璃管的略微进一步变形(即进一步拉伸)。这些情况便于特别通过温度和牵拉力来适当调整，使得可以高精度预先确定最终获得的内型面和外型面。但是最好是型面形成主体4的温度情况和位置选择成使得在型面形成主体下游玻璃管不出现显著的变形。
按照本发明使用定位在成形主体下游的另一型面形成主体的原理自然也适用于现有技术的连续牵拉玻璃管的公知方法，特别是Velllo方法和Danner方法。针对用于公知Danner方法的装置，下面参考图5a和5b的实例进行说明。
图5a和5b分别以示意纵向截面图和沿着线A-A的示意截面图表示本发明第二实施例的制造校准圆形或异形玻璃管的装置。按照图5a，型面形成主体布置在离开管状成形主体的下端的相对短距离上，并且按照图5b，型面形成主体布置在离开管状成形主体下端的大距离上。
按照图5a，成形主体3是在未示出的隔热保持件内略微倾斜布置的缓慢转动管。管3通过电马达(未示出)驱动。管3的驱动轴是中空轴，在中空轴中保持杆32，使其可纵向运动并在保持和安装部分15直线引导。型面形成主体4离开管3的下端预定距离布置在杆32的下端上。型面形成主体4经由最好布置在装置热区域外部的齿轮连接到管3的转动驱动件上，但是它基本上也可以设置在管3的下端上，使得管3和型面形成主体4一起同步转动。型面形成主体4可通过脱开齿轮转动地固定布置。如双箭头Z所示，型面形成主体4和管3的下端之间的距离可以适当预先确定，使得在接触区域51内(见图5b)与型面形成主体4的外表面接触的始终可变形的牵拉泡体50的内周表面变形以便形成具有通过型面形成主体4预先确定的内型面的玻璃管。
为了牵拉玻璃管，熔融玻璃的连续条带7从熔融物通道的出口环(未示出)流动到转动管3的外周上，使得流出的熔融玻璃形成具有大致恒定壁厚的连续熔融玻璃覆层8。在转动管3的下端，牵拉泡体50在最终变形与型面形成主体4接触以便形成玻璃管之前变得收缩。
尽管没有在附图示出，玻璃管5在牵拉装置下游水平偏移并通过牵拉装置牵拉。
本领域的普通技术人员可便于从前面的描述中看出，本发明的方法或本发明的装置适用于通过任何类型的玻璃制造校准圆形或异形玻璃管。玻璃管可使用几乎所有的公知牵拉方法以固定尺寸或误差并以低成本灵活地制造。可以实现的最小和最大外直径和壁厚在原理上只受到每种情况中使用的牵拉装置的限制。申请人进行一系列高成本试验表示出，可以制造具有矩形截面的管子，其拐角半径值低至大约0.1mm，侧比例是大约1∶1到10∶1或更多，并且壁厚至少是大约0.1mm。通过大约160kg/h的牵拉量，可以实现大约34mm/s的缩回速度。
示例性实施例1
从以下示例性实例中可以看出可以使用本发明的牵拉方法制造具有更加准确的型面和更小误差的玻璃管。
为此，使用传统向下牵拉方法牵拉具有相同参数的玻璃管，而不使用定位在牵拉针下游的本发明型面形成主体(自由成形)。选择条件使得可以自由成形具有59.25mm的玻璃管。沿着玻璃管的长度，内直径的测量值表示在大约58.70mm的最小值和大约59.85mm的最大值之间波动，总体上与1.15mm的平均波动相对应。
作为比较，在相同的条件下，使用本发明的牵拉方法制造校准玻璃管，即使用定位在牵拉针下游的型面形成主体。在这种情况下，观察到内直径的波动小于大约0.11mm。内尺寸的总体波动与传统牵拉方法相比小大约10倍。
还可确定外直径的波动。可以牵拉60.00mm外直径的自由成形玻璃管。测量到大约59.8mm的最小外直径和大约60.3mm的最大外直径，这与大约0.45mm的外尺寸最大波动相对应。
作为比较，在使用本发明的方法制造的玻璃管中，测量到60.02mm的最小外直径和60.18mm的最大外直径，这与大约0.16mm的外尺寸的波动相对应。使用本发明牵拉方法的外尺寸波动小于大约3倍。
示例性实施例2
使用本发明的方法，牵拉具有54mm总长度、80mm外直径、2.5mm壁厚和75mm内直径的校准玻璃管。更特别是，牵拉各自具有1.5m长度的多个单独玻璃管。在管总长度上连续测量外直径。由于内直径的波动直接造成玻璃管外直径的相应波动(假设壁厚恒定)，为了避免玻璃管裂纹，只在各自管端测量内直径。玻璃管的最大和最小外直径的测量值在图6中总结，其中对于单个玻璃管进行读数。
参考图6，最大外直径在80.6mm和大约80.48mm之间变化。另外，最小外直径在80.55mm和80.40mm之间变化。同时外直径变化更小。通常，外直径的最大波动小于玻璃管外直径的大约0.25％。
进一步测量表示，按照本发明，外尺寸的最大波动达到小于玻璃管的外尺寸的大约0.15％，并且玻璃管的内尺寸的最大波动可达到小于玻璃管的内尺寸的大约0.1％，这远远小于传统牵拉方法所实现的值。
由于使用本发明的牵拉方法以非常小的误差制造具有几乎任何内型面的玻璃管，按照本发明对于校准圆形或异形玻璃管来说开阔了新的应用领域。除了公知的应用之外，还可以例如适用于在内部设计或家具工业中，例如作为导轨(平滑、无凸起表面形成非常漂亮的成形内部设计元件)，或者作为内部设计的装饰元件，用于制造具有更加精确尺寸的发光体，由此更好控制发光性能，用于制造装饰性发光体，制造发光体的封罩以及制造瓶子、容器和类似物，并用于化学工业中。

Claims (26)

1.一种连续制造具有预定内型面的校准圆形或异形玻璃管的方法，其中该方法包括：
熔融玻璃(6)从熔融物供应装置(12)的出口开口(12)流出并在成形主体(3)上牵拉，以便形成中空牵拉泡体(50)，
其中牵拉泡体(5)在定位在成形主体(3)下游的型面形成主体(4)上牵拉，使得牵拉泡体(50)的内周表面变形，同时邻靠型面形成主体(4)的外表面，以便形成预定内型面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，熔融玻璃(6)在重力方向上从出口开口(12)牵拉。
3.如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离可以变化以便改变玻璃管的壁厚。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离变化以便改变牵拉泡体(50)的内周表面邻靠型面形成主体(4)的外表面的长度(51)。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离通过在成形主体轴(30)的纵向孔口(31)内运动轴(32)来变化，其中轴(32)在纵向孔口(31)内直线引导。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一种处理空气和保护气体通过纵向孔口(31)到达型面形成主体(4)。
7.如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，成形主体(3)布置在出口开口(12)的区域内，其中成形主体轴向运动以便停止熔融玻璃(6)从出口开口(12)流出，并使得型面形成主体(4)更换。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，型面形成主体(4)和成形主体(3)相对于熔融物供应装置(6)的出口开口(12)刚性可转动地保持。
9.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，成形主体通过缓慢转动管状主体(3)来形成，熔融玻璃的连续条带(7)从出口开口流到主体上，使得在缓慢转动的主体(3)的下端上形成牵拉泡体(50)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，型面形成主体(4)和缓慢转动的管状主体(3)同步转动。
11.如上述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在型面形成主体(4)校准或成形之后具有预定内型面的玻璃管(5)水平偏移并通过牵拉装置(F)牵拉。
12.一种连续制造具有预定内型面的校准圆形或异形玻璃管的装置，该装置包括具有用于熔融玻璃(6)的出口开口(12)的熔融物供应装置(2)以及牵拉从出口开口(12)流出到成形主体(3)上的熔融玻璃(6)以便形成牵拉泡体(50)的牵拉装置(F)，其中型面形成主体(4)布置在成形主体(3)下游，使得牵拉泡体(50)在型面形成主体(4)上牵拉，由此在邻靠型面形成主体(4)的外表面时，牵拉泡体(50)的内周表面可以变形，以便形成预定内型面。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，型面形成主体(4)在重力方向上布置在成形主体(3)的下游。
14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离可以变化以便改变玻璃管的壁厚。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离变化以便改变牵拉泡体(50)的内周表面邻靠型面形成主体(4)的外表面的长度(51)。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，成形主体(3)和型面形成主体(4)之间的距离通过在成形主体轴(30)的纵向孔口(31)内运动轴(32)来变化，其中轴(32)在纵向孔口(31)内直线引导。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，至少一种处理空气和保护气体通过纵向孔口(31)到达型面形成主体(4)。
18.如权利要求12-17任一项所述的装置，其特征在于，成形主体(3)布置在出口开口(12)的区域内，其中成形主体轴向运动以便停止熔融玻璃(6)从出口开口(12)流出，并使得型面形成主体(4)更换。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，型面形成主体(4)和成形主体(3)相对于熔融物供应装置(6)的出口开口(12)刚性可转动地保持。
20.如权利要求12-17任一项所述的装置，其特征在于，成形主体通过缓慢转动管状主体(3)来形成，熔融玻璃的连续条带(7)从出口开口流到主体上，使得在缓慢转动的主体(3)的下端上形成牵拉泡体(50)。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，型面形成主体(4)和缓慢转动的管状主体(3)同步转动。
22.如权利要求12-21任一项所述的装置，其特征在于，在型面形成主体(4)校准或成形之后具有预定内型面的玻璃管(5)水平偏移并通过牵拉装置(F)牵拉。
23.一种通过如下方法制造的校准圆形或异形玻璃管，在该方法中熔融玻璃(6)从熔融物供应装置(2)的出口开口(12)流出并在成形主体(3)上牵拉以便形成中空牵拉泡体(50)，并且牵拉泡体(50)在定位在成形主体(3)下游的型面形成主体(4)上牵拉，使得牵拉泡体(50)的内周表面变形，同时邻靠型面形成主体(4)的外表面，以便形成预定内型面，
其中内直径的最大变动小于玻璃管内直径的大约0.4％，优选是小于玻璃管内直径的大约0.25％，并且更优选的是小于玻璃管内直径的大约0.2％。
24.如权利要求23所述的玻璃管，其特征在于，外尺寸的最大变动小于玻璃管外尺寸的大约0.45％，优选是小于玻璃管外尺寸的大约0.3％，并且更优选的是小于玻璃管外尺寸的大约0.25％。
25.如权利要求23或24所述的玻璃管，其特征在于，玻璃管的外直径在大约10mm到大约100mm的范围内，优选是在大约40mm到大约80mm的范围内，更优选是大约60mm。
26.如权利要求23-25任一项所述的玻璃管，其特征在于，壁厚在大约1mm到大约3mm的范围内，优选是大约2mm。
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